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数字信号通过实际信道(有噪信道)
失真不严重：
•实际的有噪信道 •（带宽较宽、噪声、干扰小）
•输入信号波形
•因而信道容量大
失真严重：
•实际的有噪信道 •（带宽窄、噪声、干扰大）
•输出信号波形 •(失真不严重)
•输入信号波形
•因而信道容量小
•输出信号波形 •(失真严重)
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奈氏准则和香农公式的作用范围
波特率： 每秒钟传送的码元数，或者说每秒钟
信号（比如电压）变化的次数，单位 为波特（baud)。 如果是脉冲信号，波特率可按下式计算： B=1/T (Baud) 其中 T 为一个脉冲信号的时间长度
奈奎斯特（采样）定律： 在带宽为 H 的
无噪声信道上，最大波特率为： Bmax= 2H (Baud)
但实际信道总是有噪声的，实际的信道容量由信
道本身的特征（带宽，信噪比）决定，与具体通 信手段无关。根据香农定理，有噪声信道容量
C = H·log2(1+S/N） (bps) 其中，S/N为信道的信噪比。信噪比也通常用分贝 （dB）来表示，信噪比分贝数和 S/N的关系是：
信噪比（dB）= 10 log10S/N
和 “波特”在数值上相等。 若 1 个码元携带 n bit 信息量，则 M Baud 的
码元传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s
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波特率与比特率比较图
•1秒
• 2 种信号电平, •（即码元有2种 ） • 每个码元携带 • 1位二进制信息 • 波特率＝8 Baud • 比特率＝8 bps
数据通信主要指标与信 道极限容量
2020年5月31日星期日
模拟信号与数字信号
▪ 模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 ▪ 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值
•t
•t
•a) 模拟信号
•b) 数字信号
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数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
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一些术语
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数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
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数据传输速率
比特率：指每秒钟能传送的二进制位数，单位为
比特/秒（bps）。通常将比特率作为数 据传输率。
比特率与波特率的关系：
设比特率为 S，波特率为 B，则 S = B·log2N (bps), N为码元状态数
信道(Channel)：传送信息的线路（或通路） 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s) 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
•码元1 •码元2 •码元3 •码元4 •码元5
•信号
•t
•同步脉冲
•t
•同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
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号传输速率
•源系 统
•传输系 统
•目的系 统
•源 •输 点 入 信 息
•发送 •输 器 入 数 据
•传
•发送的 输
•接收
•信号 •系
的
•码元传统输速率•信号
受
•信•制奈息氏传准输则速的率限受 •香农公式的限制
•接收 器
•终
•输 点 •输
出
出
数
信
据
息
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数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
• 4 种信号电平, •（即码元有4种 ） • 每个码元携带 • 2位二进制信息 • 波特率＝8 Baud • 比特率＝16 bps
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数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
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信道容量
根据奈奎斯特定理，无噪信道容量S=B·log2N
，只要码元的状态数增加，比特率就增加，因此 无噪信道容量是无限的。
根据奈奎斯特定律 Bmax= 2H ，则有： Smax= 2H·log2N (bps)
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波特率与比特率比较
波特率为每秒传送多少个码元 比特率为每秒传送多少个二进制位 。
信息传输速率“比特/秒”与码元传输速率“波特”在
数量上有一定的关系： 若 1 个码元只携带 1 bit 信息量，则“比特/秒”
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误码率
传输出错的码元数占传输总码元数的比例。
设传输总码元数为 N，传输出错的码元数为 Ne,则误码率为 Pe = Ne/N
根据误码率的大小选择合适的数据单元大小
来传输。
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